目录

  • 1 信息与信息技术
    • 1.1 探索信息的真谛
    • 1.2 信息的度量
    • 1.3 信息技术
    • 1.4 计算机的信息表示与编码
    • 1.5 第一单元测验与练习
  • 2 计算与计算机系统
    • 2.1 探索计算之源
    • 2.2 从历史走向未来-计算机的发展史
    • 2.3 微型计算机系统
    • 2.4 外部存储设备
    • 2.5 输入输出子系统
    • 2.6 第二单元测验与练习
  • 3 软件定义的时代
    • 3.1 软件的性质及发展史
    • 3.2 操作系统
    • 3.3 应用软件
    • 3.4 第三单元测验与练习
  • 4 媒体信息的智能处理
    • 4.1 “媒体”的概念
    • 4.2 中文信息处理
    • 4.3 音频信号处理
    • 4.4 数字图像处理
    • 4.5 视频信息处理
    • 4.6 计算机图形处理技术
    • 4.7 新一代的人机交互技术
    • 4.8 第四单元测验与练习
  • 5 数据科学
    • 5.1 数据科学与Python
    • 5.2 数据库技术
    • 5.3 第五单元测验与练习
  • 6 算法、程序与问题求解方法
    • 6.1 问题解决与过程
    • 6.2 问题求解方法
    • 6.3 算法
    • 6.4 程序设计与过程
    • 6.5 第六单元测验与练习
  • 7 计算机通信与网络技术
    • 7.1 缩短世界的距离—通信与网络技术的历史回顾
    • 7.2 数据通信的基本原理
    • 7.3 计算机网络
    • 7.4 Internet基础
    • 7.5 Internet宽带接入方式
    • 7.6 第七单元测验与练习
  • 8 “互联网+”时代
    • 8.1 “互联网+”行动计划
    • 8.2 物联网
    • 8.3 云计算
    • 8.4 大数据:预测未来
    • 8.5 第八单元测验与练习
  • 9 信息安全与数据加密
    • 9.1 信息安全的基本内涵
    • 9.2 信息安全与数据加密
    • 9.3 数字签名
    • 9.4 第九单元测验与练习
  • 10 人工智能与应用
    • 10.1 人工智能概述
    • 10.2 人工智能主要的核心技术
    • 10.3 人工智能应用与国内知名生成式AI产品使用
    • 10.4 神经网络的一些基本知识
    • 10.5 卷积神经网络的层结构
  • 11 Office应用
    • 11.1 Office操作实践讲解
  • 12 问卷调查
    • 12.1 问卷调查
微型计算机系统

§2.3 微型计算机系统

微型计算机系统的基本组成


冯诺依曼体系结构


运算器(ALU):全称叫Arithmetic Logical Unit,运算器既可以进行算数运算,也可以进行逻辑运算; 

控制器实现计算机程序的自动读取和自动执行,控制计算机各部分协调工作。微型计算机中,通常将运算器和控制器集成在一块芯片上,称为中央处理器,也就是我们通常所说的CPU。

存储器:运算器的数据和控制器的指令都来自于存储器,计算机的处理结果也可存放在存储器中。存储器分为内存储器和外存储器两类,直接和CPU交换信息的是内存,外存要通过内存才能和CPU交换信息。

输入设备:标准的输入设备包括鼠标和键盘,通过键盘和鼠标输入数据和程序指令。

输出设备:标准的输出设备包括显示器和打印机,用来输出计算机的处理结果。

智能设备中的处理器

微处理器CPU:计算机系统的核心,其内部结构可以分为控制器、运算器和寄存器三个部分。


       多核处理器:一枚处理器中集成两个或多个完整的计算引擎(内核),在执行多线程(或多指令)多程序的情况下,可以提高性能,执行效率更高。多核心(Chip Multiprocessors,简称CMP)是提高处理器性能的有效方法。

主频:主频也叫时钟频率,单位是兆赫(MHz)或千兆赫(GHz)。

核心数:一块芯片上放置的处理器数量,每个处理器被称作一个核。

2023年初,台式机、移动端、工作站、服务器等最强性能典型CPU产品:

Intel公司的CPU

酷睿i9-13900K(24核32线程)、酷睿i9-13980HX(24 核32 线程)、至强W9-3495X(56 核112 线程)、至强Platinum 8490H(60核心120线程)          

AMD公司的CPU

线程撕裂者PRO 5995WX(64核128 线程)、锐龙7 7045HX (16核32线程)、锐龙9 7950X(16核32线程)、AMD霄龙EPYC 9654(96核192线程)


移动处理器:专门针对移动终端,如:笔记本电脑、智能手机、平板电脑等而设计的CPU,正常工作电压一般比较低,核心较小,发热量比台式CPU低的多,可以在更高温下稳定作业,而且耗能较低。

手机SoC(SystemonChip):系统级芯片,是把CPU、GPU、RAM、通信基带、GPS模块等整合在一起的系统化解决方案。由于手机空间限制,并且现在追求轻薄,不可能像PC一样,主板、CPU、GPU、内存条可以自己选择,自由组合,分开布局,通常是由厂家提供好一整套解决方案,手机厂家直接买来就能用。

常见的产品:苹果的A系列、华为麒麟、高通骁龙、联发科、三星猎户座。

 数字信号处理器(DSP):结构类似于cpu,专用于处理通用信号的处理器。虽然现在的CPU运算能力很强大,但巨大的运算量无疑会降低系统整体运行的流畅性。而专用的芯片部分可以帮助我们完成对语音、音乐、图像等数字信号进行快速的反应和专门的处理。常用于音视频处理、通信与信息系统、信号与信息处理、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗、家用电器等许多领域。

主板

电脑主板即计算机主板,又叫主机板,它安装在机箱内,是计算机最基本的也是最重要的部件之一。 主板一般为矩形电路板,上面安装了组成计算机的主要电路系统,一般有BIOS芯片、I/O背板接口、键盘和面板控制开关接口、内存插槽、CMOS电池、南北桥芯片、PCI插槽等。


主存储器

主存储器:简称主存或内存,用于存放CPU正在处理、即将处理或处理完毕的数据,是CPU可以直接访问的存储器,当数据块、指令、程序和计算结果被存放到内存时,它们会被存放到一个或多个连续的地址中。

  


寻址空间

数据校验方法:数据校验的方法包括奇偶校验法、海明码校验、循环校验码等

RAM和ROM:主存储器从存取功能上可分为只读存储器(ROM,即Read Only Memory)随机存储器(RAM,即RandomAccess Memory)两大类,

只读存储器ROM中的信息顾名思义只能读不能轻易改写,通常由生产厂家在出厂前预先写入,是一些计算机启动时必须的程序,断电后信息不会丢失。

主存储器的RAM是读写存储器,既可读也可写,计算机工作时操作系统、正在运行的各种程序都存放在这块区域,断电后所有信息会丢失,重新开机时操作系统重新加载到RAM中,其他程序也需要重新启动,才能载入内存的RAM中,我们常说的内存主要是指RAM。

存储器容量的标识

字节: 八个二进制位,记为Byte

字长:计算机一次处理的一条指令或一个数据信息包含的二进制代码的位数,即存取、加工和传送的数据长度,它是衡量计算机性能的一个重要指标,字长越长运算精度越高,处理能力越强。用bit来表示。例如:一台计算机同时处理32位二进制数据:


计算机主存储器中存储单元的总数是2的方幂,主要原因是方便设计。存储容量的大小通常以210(1024)个存储单元为度量单位。


可以检测出错在哪位的奇偶校验游戏

给你25张蓝白两面的卡片,任意排成5×5的阵列

然后我在边上加了几张卡片

我背过身,你任意翻动一张卡片,当我转过身时,总能猜到你翻的是哪张卡片,你能做到吗?